1 Cấu tạo hợp chất hữu cơ

2 Các hiệu ứng điện tử

3 Đồng phân học

4 Các phương pháp xác định cấu trúc hchc

5 Hydrocarbon

6 Dẫn xuất halogen, hợp chất cơ kim

Bài giảng

Hóa hữu cơTs. Nguyễn Thị Thu Trâm

Bộ môn Hóa học - Khoa KHCB

ntttram@ctump.edu.vn

Cần Thơ, 2018

Nội dung chính

7 Hợp chất hydroxyl

8 Hợp chất carbonyl

9 Hợp chất carboxyl

10 Amin

11 Hợp chất dị vòng

12 Hợp chất thiên nhiên

Tài liệu tham khảo

2

1 John McMurry, Organic chemistry, 9th edition, Cengage Learning, 2015

2 Herbert M., Howard N., Jacob S., Geogre J.H., Theory and problems of organic chemistry,

3rd edition; McGraw-Hill, 1999

3 Jean Bruneton, Pharmacognosie Phytochimie plantes médicinales; Lavoisier, 2009

4 Lê Ngọc Thạch, Hóa học hữu cơ (các nhóm định chức chính); NXB ĐHQG TP.HCM, 2002

5 Lê Ngọc Thạch, Bài tập Hóa học hữu cơ (các nhóm định chức chính); NXB ĐHQG TP.HCM,

2013

6 Nguyễn Kim Phi Phụng, Hóa hữu cơ, Bài tập – Bài giải; NXB ĐHQG TP.HCM, 2006

7 Trần Mạnh Bình, Nguyễn Quang Đạt, Hóa học hữu cơ, tập 1; NXB Y Học, 2007

8 Trần Mạnh Bình, Nguyễn Quang Đạt, Hóa học hữu cơ, tập 2; NXB Y Học, 2007

9 Trương Thế Kỷ, Hóa hữu cơ, Hợp chất hữu cơ đơn chức và đa chức, tập 2; NXB Y Học,

2009

10 Lê Văn Đăng, Chuyên đề một số hợp chất thiên nhiên; NXB ĐHQG TP.HCM, 2005

3

Cấu tạo hợp chất hữu cơ

C

Sự lai hóa

4

Số orbital lai hóa = liên kết + đôi điện tử tự do

VD: CH4 C có lai hóa sp3 (4 + 0)

C2H2 C có lai hóa sp (2 + 0)

C2H4 C có lai hóa sp2 (3 + 0)

NH3 N có lai hóa sp3 (3 + 1)

H2O O có lai hóa sp3 (2 + 2)

Cấu tạo hợp chất hữu cơ

5

5

Be

Be*

2s 2p

B

180°

120°

C

C*

2s 2p

Cấu tạo hợp chất hữu cơ

6

Ethylen CH2=CH2

C

C*

2s 2p

Ethan CH3CH3

C

C*

2s 2p

Acetylen H-CC-H

C

C*

2s 2p

Cấu tạo hợp chất hữu cơ

Liên kết ion

Liên kết ion được hình thành giữa những nguyên tử của hai nguyên tố có

sự chênh lệch độ âm điện (thường ≥ 2)

7

Tính chất của liên kết ion: là loại liên kết mạnh, không có tính định hướng,

không có tính bão hòa. Hợp chất ion ở dạng rắn, có nhiệt độ nóng chảy cao

Cấu tạo hợp chất hữu cơ

Liên kết cộng hóa trị

Liên kết cộng hóa trị được hình thành giữa các nguyên tử của cùng một

nguyên tố ( =0) hoặc giữa các nguyên tử của các nguyên tố có sự

chênh lệch nhỏ về độ âm điện (thường < 2)

8

Cấu tạo hợp chất hữu cơ

Liên kết cho nhận

NH

H

H

+ H+ NH

H

H

+

H N

H

H

H

Hhay

Liên kết hydro

9

Cấu tạo hợp chất hữu cơ

10

Các hiệu ứng điện tử1 Hiệu ứng cảm

Hieäu öùng caûm laø hieäu öùng ñaëc bieät cuûa noái ñôn gaây ra do söï

khaùc bieät veà ñoä aâm ñieän cuûa 2 nguyeân töû hay 2 nhoùm nguyeân töû

noái vôùi nhau

- Chæ lieân quan ñeán ñieän töû cuûa noái ñôn

- Coù tính caùch thöôøng tröïc

- Truyeàn doïc theo maïch

- Giaûm daàn aûnh höôûng khi caøng xa taâm gaây ra hieäu öùng

11

Các hiệu ứng điện tử

Phân loại

Caùc nhoùm gaây ra hieäu öùng caûm aâm (-I)

- Caùc halogen: -F > -Cl > -Br > -I

- Caùc nhoùm mang ñieän tích döông -NR3

+, -PR

3

+, -OR

2

+, -SR

2

+

- Caùc nhoùm trung hoaø coù nguyeân töû ñoä aâm ñieän lôùn –OH, -SH, -NH2

- Caùc nhoùm trung hoaø coù noái löôõng cöïc –NO2, -SO

3H, >C=O

Caùc nhoùm gaây hieäu öùng caûm döông (+I)

- Caùc nhoùm alkil coù hieäu öùng caûm +I yeáu, gia taêng theo thöù töï

sau ñaây -CH3 < -CH2CH3 < -CH(CH3)2 < -C(CH3)3

- Caùc nhoùm coù nguyeân töû mang ñieän tích aâm -O-, -S

-

12

Các hiệu ứng điện tửẢnh hưởng của hiệu ứng cảm đến:

Khả năng phản ứng và chiều hướng của phản ứng

CH3-CH=CH2 + HX CH3-CH(X)-CH3

Tính acid/ base của các chất hữu cơ

- Khi acid coù nhoùm gaây hieäu öùng caûm aâm, ñoä maïnh acid seõ taêng

- Ngöôïc laïi, khi phaân töû acid coù nhoùm gaây hieäu öùng caûm döông,

ñoä maïnh acid seõ giaûm

VD: So sánh tính acid của các chất sau:

b/ CH3CH2CH2COOH

CH3CH2CH(Cl)COOH

CH3CH(Cl)CH2COOH

ClCH2CH2CH2COOH

a/ HCOOH, CH3COOH

13

Các hiệu ứng điện tử2 Hiệu ứng cộng hưởng

Chæ xaûy ra coäng höôûng khi trong phaân töû höõu cô coù mang moät trong caùc heä

thoáng sau:

CH2

CHCHCH2

CH2

CHCHCH2

CH2 CH CH2

CH

- Lieân keát tieáp caùch

CH2 Cl CH

CH2 Cl CH

CH2 CH O CH3

CH2 CH O CH3

CH2 CH CH2

CH2 CH CH2

- Lieân keát vôùi ñieän töû p coâ laäp

- Lieân keát vôùi vaân ñaïo p troáng

- Ñieän töû p coâ laäp vôùi vaân ñaïo p troáng

CCH3

CH3

O H CCH3

CH3

O H

- Lieân keát vôùi ñieän töû ñoäc thaân

CH CH3CH CH3

14

- Nguyeân töû hay nhoùm nguyeân töû huùt ñieän töû gaây ra hieäu öùng coäng höôûng aâm (-C)

- Nguyeân töû hay nhoùm nguyeân töû ñaåy ñieän tö ûgaây ra hieäu öùng coäng höôûng döông

(+C)

Các hiệu ứng điện tử

O H CH3-CH2-O-H

Phenol, pka = 10 Ethanol, pka = 17

OH

NO2

OH

NO2

<

Độ bền của cacbocation

(CH3)3C+ < C6H5CH2

+ < (C6H5)2CH+

15

Đồng phân

Đồng phân những hợp chất hữu cơ có công thức phân tử giống nhau, công

thức cấu tạo khác nhau tính chất hóa học, vật lý, sinh học khác nhau

- Điều trị đau tủy, ban đỏ nốt do cùi

- An thần, chữa ốm nghén cho phụ nữ mang thai

- Đồng phân cấu tạo (phẳng)

đồng phân vị trí

đồng phân nhóm chức

sự hỗ biến

2 Phân loại

1 Định nghĩa

- Đồng phân lập thể:

đồng phân hình học (cis, trans)

đồng phân quay (cấu dạng)

đồng phân quang học

16

Đồng phân3 Đồng phân cấu tạo (phẳng)

- Đồng phân vị trí: là những đp có cùng nhóm chức nhưng khác

nhau về mạch carbon hoặc vị trí nhóm chức trên mạch carbon

CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH

CH3

CH3

VD:

C4H10 có 2 đp

OH

OH

OH

OH

OH

OH

Dihydroxibenzen có 3 đp

C3H8O có 2 đp alcol CH3 CH2 CH2OH CH3 CH CH3

OH

17

Đồng phân

C3H6O có 2 đp CH3COCH3 CH3CH2CHO

- Đồng phân nhóm chức

C2H6O có 2 đp CH3CH2OH CH3OCH3

- Sự hỗ biếnenolceton

Dung dịch nước 84% 16%

Dung dịch hexan 8% 92%

lactimlactam

CH3 C

O

CH2

C

O

CH3 CH3 C

O

CH

C

O

H

CH3

NH

N

O

O

H

N

N

OH

OH

18

Đồng phân4 Đồng phân lập thể

4.1 Đồng phân hình học (đp cis, trans)

Điều kiện để có đp hình học:

Xuất hiện khi phân tử có 1 bộ phận cứng nhắc cản trở sự quay tự

do của các nguyên tử ở đó

Hai nguyên tử liên kết với cùng 1 nguyên tử của bộ phận cứng nhắc

phải khác nhau

Thường xuất hiện ở các hợp chất có chứa: C=C, C=N, N=N,

hệ liên hợp, vòng phẳng 3 hay 4 cạnh

abC=Ccd

a ≠ b, c ≠ d

19

Đồng phânDanh pháp

Hệ cis-trans abC=Cab

Nhóm thế giống nhau nằm cùng phía mặt phẳng liên kết

cis, khác phía trans

C CH

MeH

MeC C

Me

HH

Me

(Z)-2-Bromopent-2-en

trans-2-Buten

Hệ Z-E abC=Ccd a > b c > d

Quy tắc Kahn-Ingold-Prelog

a, c cùng phía so với mặt phẳng nối đôi: Z (zusammen)

a, c khác phía so với mặt phẳng nối đôi: E (entgegen)

C CBr

CH3

CH2CH3

HC C

CH3

Br

CH2CH3

H

cis-2-Buten

(E)-2-Bromopent-2-en

Chú ý Z, E không

phải luôn trùng với

cis, trans

20

Đồng phân

Cl H

Cl

H

NO2H

H

Cl

cis-1,2-Diclorocyclopentantrans-1-Cloro-2-nitrocyclopentan

cis-cyclopropan-1,2-dicarboxylic acid

HOOC

H

COOH

H

HOOC

H

H

COOH

trans-cyclopropan-1,2-dicarboxylic acid

C NCH3

H

OHC N

CH3

H OH

syn-acetaldoxim

(Z)-acetaldoximanti-acetaldoxim

(E)-acetaldoxim

C N

OH

H3C

21

4.2 Đồng phân cấu dạng (đồng phân quay)

• Là những cấu trúc không gian sinh ra do 1 nhóm thế quay xung

quanh trục C-C (không làm đứt C-C) so với 1 nhóm nguyên tử khác

• Chỉ tồn tại những cấu dạng tương đối bền

• Không thể tách thành những đồng phân riêng rẽ!!!

• Đồng phân cấu dạng là các dạng khác nhau trong không gian của

cùng 1 cấu hình!!!

Đồng phân

22

Đồng phânCác cách biểu diễn

Công thức phối cảnh

H

H H

H

H H

H

H HH

H H

Cấu dạng che khuất Cấu dạng xen kẽ

Công thức Newman

HH

HH

HH

HH

HHH

H

23

Cấu dạng của các hợp chất mạch hở

Ethane CH3-CH3

Quay 1 nhóm CH3 và cố định nhóm còn lại 2 đp cấu dạng

• Che khuất: khoảng cách giữa các H gần nhau năng lượng cao nhất

kém bền nhất

• Xen kẻ: khoảng cách giữa các H xa nhau năng lượng thấp nhất

bền nhất

Đồng phân

24

Đồng phân n-Butan CH3-CH2-CH2-CH3

Quay các nhóm thế quanh trục C2-C3

• Hai dạng có năng lượng cao: che khuất toàn phần và che khuất một phần

• Hai dạng có năng lượng thấp: anti (đối lệch) và gauch (bán lệch)

Đồng phânCấu dạng của cyclohexan

26

Đồng phân

Liên kết C-H gồm 2 nhóm: liên kết trục a (axial) & liên kết biên e (equatorial)

Dẫn xuất 1 lần thế: e-methyl cyclohexan bền hơn a-methyl cyclohexan

Khi có 2 nhóm thế khác nhau: nhóm lớn ở vị trí e

27

Đồng phân4.3 Đồng phân quang học

Ánh sáng phân cực

• Ánh sáng tự nhiên: sóng điện từ, dao động mọi hướng vuông góc với

phương truyền

• Ánh sáng phân cực: chỉ dao động trong 1 mặt phẳng nhất định - mặt phẳng

phân cực

• Ánh sáng tự nhiên qua lăng kính Nicol sẽ trở thành ánh sáng phân cực

Ánh sáng phân cực đi qua 1

số hợp chất hữu cơ làm mặt

phẳng phân cực quay 1 góc :

chất hoạt động quang học

Sơ đồ triền quang kế

28

Đồng phân Độ quay riêng (specific rotation)

[𝜶]𝑫𝒕 =

𝛼

𝑙.𝑐=

100𝛼

𝑙.𝑐′

α : góc quay quan sát (độ)

l: độ dài ống chứa mẫu (dm)

c: nồng độ dung dịch (g/ml), c’ (g/100ml)

t: nhiệt độ lúc đo (°C)

D: ký hiệu ánh sáng đơn sắc của đèn natrium ( = 589 nm)

d: tỷ trọng của chất lỏng (g/ml)

VD: Artermisinin có [α]17D + 66.3 (c=1.64, CHCl3)

L-Menthol có [α]20D – 24.8

Đối với dung dịch

Đối với chất lỏng nguyên chất

[𝜶]𝑫𝒕 =

𝛼

𝑙.𝑑

29

Điều kiện xuất hiện đồng phân quang học

• Vật & ảnh trong gương không chồng khít có 2 đồng phân không

chồng khít nhưng đối xứng nhau

• 2 đồng phân này quay mặt phẳng phân cực những góc như nhau

nhưng ngược chiều 1 cặp đối quang

• Đồng phân quang học thường xuất hiện khi có C bất đối xứng (C*)

C*abcd a ≠ b ≠ c ≠ d không có tính đối xứng trong không gian

Đồng phân

30

Đồng phân• Đồng phân quang học không chứa C bất đối xứng

Alen

C C CCl

Me

Me

HC C C

Me

H

Cl

Me

H

O2N

H

NO2

H

NO2

H

O2N

Spiran

NO2

Br

O2N

Br

O2N

Br

NO2

Br

Biphenil

31

Đồng phân Công thức biểu diễn đồng phân quang học

• Công thức tứ diện

• Công thức phối cảnh và Newman

CH COOHCH3

OH

COOH

CH3

HHO

COOH

OHH

CH3

• Công thức Fisher

Acid (-)-lactic Acid (+)-lactic

Acid lactic

Cặp đối quang

50% 50%

Hỗn hợp tiêu triền

(racemic mixture)

CH CHCH3

OH

COOH

OH

COOH

CH3

HO

HO H

H

COOH

OHH

H OH

CH3

COOH

CH3

HO H

H OH

OH

COOH

CH3

HO H

H

A B

C D

A – B , C - D : hai cặp đối quang

A – C, A – D, B – C, B – D : bốn cặp bán đối quang

(xuyên lập thể phân)

Số đp quang học: 2n

n: số C*

32

Đồng phân

COOH

COOH

H OH

H OH

COOH

COOH

OH

HOH

H

COOH

COOH

H OH

HOH

(Hợp chấtmeso)

OH

COOH

OH

CHCHHOOC

Trong đồng phân meso: độ quay cực của 2 C* triệt tiêu nhau không còn

hoạt tính quang học

Số đồng phân quang học của hợp chất chứa C* tương đương (tính cả đồng

phân meso):

2n-1 (n: lẻ)

2n/2-1(2n/2 +1) (n: chẳn)

33

Đồng phân Hệ danh pháp D-L (cấu hình tương đối)

Phải so sánh với 1 chất chuẩn

CH2OH

OHH

CHO

CH2OH

HHO

CHO

D-(+)-glyceraldehyd L-(-)-glyceraldehyd

CH3

OHH

COOH

CH3

HHO

COOH

CH2COOH

OHH

COOH

CH2COOH

HHO

COOH

Acid D-(-)-lactic Acid L-(+)-lactic

Acid D-(+)-malic Acid L-(-)-malic

34

Đồng phân Hệ danh pháp R-S (cấu hình tuyệt đối)

Cách xác định cấu hình: C*abcd

giả sử a>b>c>d (dùng quy tắc Kahn-Ingold-Prelog)

+ Theo công thức tứ diện / phối cảnh (không gian):

Đặt d xa người quan sát,

Đi từ a b c: cùng chiều kim đồng hồ: đồng phân R

Đi từ a b c: ngược chiều kim đồng hồ: đồng phân S

N

HO

O

HO

CH3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1314

15 16

Xaùc ñònh caáu hình tuyeät ñoái

cuûa caùc carbon bất ñoái xöùng

(C5, C

6, C

9, C

13, C

14)?

35

Đồng phân

CH3

OHH

COOH

CH3

HHO

COOHRS

+ Theo công thức Fisher

Đặt d nằm dưới hay trên trong công thức Fisher, sau đó xét thứ tự các

nhóm còn lại:

Đi từ a b c: cùng chiều kim đồng hồ: đồng phân R

Đi từ a b c: ngược chiều kim đồng hồ: đồng phân S

Quy ước:

Đổi vị trí 2 cặp nhóm thế cấu hình không thay đổi

Đổi vị trí 1 cặp nhóm thế cấu hình sẽ thay đổi

Hay là Quay công thức Fisher 180° cấu hình không đổi,

quay 90° hay 270° cấu hình thay đổi

H

NH2H3C

COOH

CH3

CHOHOH2C

HS S

36

Dẫn xuất halogen

1 Phân loại

Các hydrocarbon trong đó 1 hay nhiều H được thay bằng

nguyên tử halogen

• Halogenoalkane: CH3-CH2-CH2-Cl

• Halogenoalkene: CH2=CH-CH2-CH2-Cl

• Halogenoalkyne: CHC-Cl

• Halogenoarene: C6H5-Cl

• Halogenocycloalkane:

Cl

37

2 Danh pháp

Tên thông thườngIUPAC

Dẫn xuất halogen

Gốc alkyl + halide (halogenua)

CH3CH2CH2Cl n-propyl chloride (n-propyl chlorua)1-chloropropan

(CH3)2CH-Br iso-propyl bromide (iso-propyl bromrua)2-bromopropan

C6H5CH2Cl benzyl chloride (benzyl chlorua)chlorophenylmetan

CH3 CH2 CH

CH3

CH

Br

CH3

2-bromo-3-methylpentan 3-bromo-4-chloro-2,2-dimethylhexan

C

CH3

CH3

CH3 CH

Br

CH

Cl

CH2 CH3

38

Dẫn xuất halogen3 Tính chất vật lý (tự đọc)

Nhiệt độ sôi của R-X bậc 1 > bậc 2 > bậc 3

Chỉ tan tốt trong dung môi hữu cơ & không tan trong nước

4 Tính chất hóa học

Đặc điểm chung C – X + -

Khả năng phản ứng của dẫn xuất halogen được xếp thứ tự như sau:

R-F << R-Cl < R-Br < R-I

R-X hoạt động mạnh: dẫn xuất bậc 3, dẫn xuất mà C-X liên kết với

nhóm vinyl hay aryl (vì tạo carbocation bền nhất)

CH3 C

CH3

CH3

Br- Br-

CH3 C

CH3

CH3

+ CH2 CH CH2Br- Br-

CH2 CH CH2

+

RX hoạt động yếu: nguyên tử halogen liên kết trực tiếp với liên kết đôi,

liên kết ba, vòng thơm

CH2 CH Cl Cl

39

Dẫn xuất halogen

40

Hợp chất cơ kim

Hợp chất cơ kim (hcck) là những hợp chất hữu cơ có nguyên tử kim loại liên kết

trực tiếp với nguyên tử carbon trong gốc hydrocarbon. Hcck có thể ở dạng khí,

lỏng, rắn, t°nc thấp, tan trong dm ít phân cực

Quan trọng nhất là hợp chất cơ magnesi C MgBr+

CH3-CH2-MgBr + RCOOH CH3-CH3 + RCOO-MgBr

CH3-CH2-MgBr + RC≡CH CH3-CH3 + R-C≡C-MgBr

2.1 Phản ứng với H linh động

CH3-CH2-MgBr + HOH CH3-CH3 + HO-MgBr

CH3-CH2-MgBr + ROH CH3-CH3 + RO-MgBr

CH3-CH2-MgBr + RNH2 CH3-CH3 + RNH-MgBr

1 Định nghĩa

2 Tính chất hóa học

-

41

2.2 Phản ứng với hợp chất carbonylHợp chất cơ kim

CH CH

OMgBr3

C6H5

H2O

C6H53CH

OH

CHCH3CHO + C

6H

5MgBr

HCHO + CH3CH

2MgBr CH

3CH

2CH

2OMgBr CH

3CH

2CH

2OH

3 2C

OMgBr

CH3

CH3 CHCHO

2H

HC HC CH3 C

OH

CH3

233 2C

O

CH3 CHCH + CH3MgBr

Phản ứng với HCHO alcol bậc 1

Với aldehyde alcol bậc 2

Với cetone alcol bậc 3

2.3 Phản ứng với CO2

RMgX + CO2 R-COO-MgX

+

H+

RCOOH

CH3CH2 C

CH3

CH3

ClMg

CH3CH2 C

CH3

CH3

MgClCO2 H

+

CH3CH2 C

CH3

CH3

COOH

42

2.4 Phản ứng với nitril Hợp chất cơ kim

Khả năng phản ứng: nitrile > cetone chỉ khi dư Grignard pư tiếp với cetone tạo alcol bậc 3

CH3CH2MgBr + R C N R C N

CH2CH3

MgBrH2O H+

/R C NH

CH2CH3

H2O H+/

R C O

CH2CH3

+- + -

2.5 Phản ứng với dẫn xuất acid

CH3CH2MgBr + CH3COCl CH3 C

CH2CH3

OMgBr

ClH2O H+

/CH3 C

CH2CH3

OH

Cl- HCl

CH3 C

CH2CH3

O

Khả năng phản ứng: Chlorid acid > cetone chỉ khi dư Grignard phản ứng tiếp với cetone tạo

alcol bậc 3 (Tương tự cho phản ứng với anhydride)

CH3CH2MgBr + CH3 C

CH2CH3

OMgBr

OCH3H2O H+

/ -CH3 C

CH2CH3

OCH3COOCH3 CH3 C

CH2CH3

OH

OCH3

CH3OH

1.

2.

C2H5MgBr

H2O H+/

CH3 C

CH2CH3

CH2CH3

OH

Khả năng phản ứng: ester < cetone không thể tách cetone trung gian

43

Hợp chất cơ kim

2.6 Phản ứng với oxide

CH3MgBr + CH2 CH2

O

CH3CH2CH2OMgBrH2O H+

/CH3CH2CH2OH

+

MgBr

CH2 CH

O

CH3

H2O H+/

CH2CHCH3

OH

2.7 Phản ứng ghép đôi

RMgX + R'X R-R' + MgX2

CoCl2

1 Phân loại

1.1 Dựa vào gốc hydrocarbon: alcol béo

(no, không no, vòng) và alcol thơm

C2H5OH CH2=CHCH2OH C6H5CH2OH

1.2 Dựa vào số nhóm OH: monoalcol, polyalcol

C2H5OH

1.3 Dựa vào bậc C gắn nhóm OH

CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CHCH3

OH

CH3CCH3

CH3

OH

Hợp chất hydroxyl

Alcol

44

2 Danh pháp

IUPAC

CH3OH

CH3CH2OH

CH3CH2CH2OH

Thông thường

Methanol

Ethanol

1-Propanol

2-Methylpropanol

2-Butanol

Acol Methylic

Alcol ethylic

Alcol n-propylic

Alcol iso-butylic

Alcol sec-butylic

Alcol

45

Hợp chất hydroxyl

3 Tính chất vật lý

Ở nhiệt độ thường, hầu hết các alcol mạch ngắn (từ 1C đến 11C),

là những chất lỏng, các alcol mạch dài hơn là những chất rắn.

Các polyalcol như etilenglycol, glycerin: những chất lỏng không

màu, sánh, có vị ngọt, dễ tan trong nước.

Liên kết hydrogen

Khả năng hòa tan trong nước giảm khi khối lượng phân tử tăng.

Nhiệt độ sôi của alcol không phân nhánh cao hơn alcol phân

nhánh có cùng số carbon.

Alcol

46

Hợp chất hydroxyl

4 Tính chất hóa học R O H

Khả năng đứt liên kết C-O: chỉ xảy ra trong môi trường acid

Khả năng phản ứng: bậc 1 < bậc 2 < bậc 3

R chứa nhiều nhóm thế đẩy điện tử càng thuận lợi

R OH + H+R O

H

HR+

+ H2O

Khả năng đứt liên kết O-H: chỉ xảy ra trong môi trường base mạnh

RO-H RO- + H+

Khả năng phản ứng: bậc 1 > bậc 2 > bậc 3

R chứa nhiều nhóm thế đẩy điện tử không thuận lợi

Alcol

47

Hợp chất hydroxyl

Alcol

48

Hợp chất hydroxyl

49

Phenol – một trong những nguyên nhân gây

cá chết trong sự kiện Formosa

Phenol

Resveratrol

“-OH liên kết trực tiếp với nhân thơm”

CHO OH

CH3

OH

CH3

OH

CH3

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

NO2

NO2

O2N

OH

OH

phenol o-cresol m-cresol p-cresol

catechol resorcinol hydroquinone picric acid

α-naphthol β-naphthol

Tên thông thường

1 Danh pháp OH

Hợp chất hydroxyl

Phenol

Tên IUPAC

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OCH3

1,2-benzenediol 1,3-benzenediol 1,4-benzenediol 4-methoxyphenol

2 Điều chế

- Chưng cất nhựa than đá

- Thủy phân chlorobenzene

Cl

+ KOH300°C

280 atm

OH

+ KOH

50

Hợp chất hydroxyl

Phenol

- PP kiềm chảy

SO3H

+300°C

ONa

NaOH r

OH

H+

- Oxy hóa cumene (dùng trong công nghiệp)

+

CH(CH3)2

O2

C

O

OH

CH3H3C

H2O

H+

OH

CH3COCH3

- Thủy phân muối diazonium (dùng trong ptn)

+ H2ON2Cl40 50°C-

OH + +N2 HCl

+ H2ON2Cl+ +NH2 NaNO2 HCl NaCl +

Điều chế muối diazonium

51

Hợp chất hydroxyl

52

+C của –OH với nhân thơm O-H phân cực mạnh

khả năng tạo liên kết H của phenol > alcol

t° sôi , t° nóng chảy, độ hòa tan trong nước > alcol

tương ứng

Phenol3 Tính chất vật lý

O H

Phenol Cyclohexanol

t° sôi 180 161

t° nóng chảy 41 25.5

Độ hòa tan (g/100g H2O) 9.3 3.6

Hợp chất hydroxyl

53

Phenol

4 Tính chất hóa học

4.1 Tính acid

Phenol > H2O > Alcol

C6H5OH + NaOH → C6H5ONa + H2O

C6H5OH + Na → C6H5ONa + ½ H2

Tính acid của phenol yếu hơn acid carbonic

C6H5ONa + CO2 + H2O → C6H5OH + NaHCO3

OH

NO2

OH

NO2

OH

NO2

>>

So sánh tính acid của 1 số phenol:

pKa 7.15 7.23 8.4

OH

CH3

OH

CH3

OH

CH3

> >

10.08 10.14 10.28

OH

Cl

OH

Cl

OH

Cl

> >

8.48 9.02 9.38

Hợp chất hydroxyl

54

Phenol

4.2 Phản ứng tạo etherOH

+ C2H5OH H+

Điều chế ether của phenol bằng pp Williamson

ONa

+ C2H5Br

OC2H5

+ NaBr

Br

+

OC2H5

+ NaBrC2H5ONa

ONa

+

O CH2 CH CH2

+ NaBrCH2 CH CH2 I

Hợp chất hydroxyl

55

Phenol

4.3 Phản ứng ester hóaOH

+ CH3COOHH+

Phải dùng dẫn xuất chloride hay anhydride của carboxylic acid

C6H5-OH + (CH3CO)2O → CH3COOC6H5 + CH3COOH

C6H5-OH + CH3COCl → CH3COOC6H5 + HCl

4.4 Phản ứng thế thân điện tử

OH

+CS2

- HBrBr2

OH

Br

OH

Br

+

Halogen hóa

Hợp chất hydroxyl

56

Phenol Nitro hóa

OH

+

OH

NO2

OH

NO2

+HNO3

35% 65%

Sulfo hóa

OH

+

OH

SO3H

OH

SO3H

H2SO4

100°C H2SO4

100°C

15-20°C

Ether tự đọc

Hợp chất hydroxyl

Hợp chất carbonyl

57

𝛽-Damascenone

Keukenhof Garden, Amsterdam, 2013

1

2

3

4

5

6

78

CHO

1

2

3

4

5

6

78

CHO

Citral a Citral b Citronellal

1

2

3

4

5

6

78

CHO

- Ceton RCOR’

IUPAC Tên thông thường

Butanon Ethyl methyl ceton

1-Phenylpropan-1-on Ethyl phenyl ceton

1-Phenylpropan-2-on Benzyl methyl ceton

2-Methylpentan-3-on Ethyl isopropyl cetonCH3 CH

CH3

C

O

CH2 CH3

58

HCHO Metanal Aldehyd formic (formaldehyd)

CH3CHO Etanal Aldehyd acetic (acetaldehyd)

CH3CH2CHO Propanal

CH3CH2CH2CHO n-Butanal

C6H5CHO Aldehyd benzoic (benzaldehyd)

1 Danh pháp

- Aldehyd RCHO

Hợp chất carbonyl

59

C6H5-CH=CH-CHOCH3-CH=CH-CHO

3-Methylbutanal 3-Methyl-3-butenal Phenylacetaldehyd

? Gọi tên theo danh pháp IUPAC các aldehyd sau

? Viết cấu trúc hóa học của các aldehyd sau

? Viết cấu trúc hóa học của các ceton sau

5-Methyl-2-hexanon 3-Ethyl-2-pentanon 4-Phenyl-2-butanon

sec-Butyl ethyl ceton tert-Butyl methyl ceton Ethyl isobutyl ceton

Hợp chất carbonyl

2 Điều chế

60

- Aldehyd

- Ceton

- Aldehyd và ceton

Hợp chất carbonyl

3 Tính chất vật lý

- Aldehyd, ceton là những chất lỏng hoặc rắn, trừ aldehyd formic là chất khí.

- Aldehyd formic, aldehyd acetic, aceton tan vô hạn trong nước.

- Aldehyd, ceton có nhiệt độ sôi thấp hơn alcol và acid tương ứng (do không có

khả năng tạo liên kết hidro).

- Các aldehyd thấp có mùi khó chịu. Các ceton đầu dãy có mùi đặc trưng.

61

Hợp chất carbonyl

H2O

4 Tính chất hóa học

4.1 Phản ứng cộng thân hạch

CR'

OR Z H2O

CRR'

Z

OH

Z: RMgX (Cộng Grignard)

2C O + R-MgX C OMgX

H OC

RR

OH

Đây là một trong các phương pháp điều chế alcol, tùy vào cơ cấu của

alcol mà chọn hợp chất carbonyl và Grignard thích hợp

CH CH

OMgBr3

C6H5

H2O

C6H53CH

OH

CH

HCHO + CH3CH

2MgBr CH

3CH

2CH

2OMgBr CH

3CH

2CH

2OH

VD:

CH3CHO + C

6H

5MgBr

3 2C

OMgBr

CH3

CH3 CHCHO

2H

HC HC CH3 C

OH

CH3

233 2C

O

CH3 CHCH + CH3MgBr

62

Hợp chất carbonyl

Z: CN-

C

O

+ CN-C

O

CNH+

C

OH

CNHCl

t°C

OH

COOH

CN-, H+

CH3CH2 C

CH3

OH

CNHCl

t o COOHCH3CH2 C

CH3

OH

CH3CH2 C

O

CH3

VD:

Z: H2N-G (dẫn xuất amoniac)

Tác chất Sản phẩm

H2N-OH (hydroxylamin)

H2N-NH2 (hydrazin)

H2N-NH-C6H5 (phenylhydrazin)

C N OH oxim

C N NH2 hydrazon

C N NHC6H5 phenilhyrazonphenylhydrazon

Z: ROH (sự thành lập acetal)

R C O

H

+ ROH

H+

R C

OH

H

ORROH H

+

CR

OR

H

OR

hemi acetal acetal

/

63

Hợp chất carbonyl

4.2 Phản ứng của Hα

C

H

C

O

+ X2 C

X

C

O

+ HXH

+ hay OH

-

Halogen hóa

O

+ Br2H

+O

Br

+ HBr

VD:

CCH3

CH3

CH3

C

O

CH3I2/OH

-H

+

CCH3

CH3

CH3

COOH + CHI3 (phaûn öùng haloform)

CH3CHO Br2/NaOH H+

HCOOH + CHBr3

X2/OH-

R C

O

CH3

H+

RCOOH + CHX3

Chỉ xảy ra với acetaldehyd

và các methyl ceton

64

Hợp chất carbonyl

Súc hợp aldol

2CH3CHO CH3CHOHCH2CHO CH3CH=CHCHOHO- -H2O

CHO CH

OH

CH2CHO+ CH3CHO HO- -H2O

CH=CHCHO

CHO + CH3COCH3 HO- -H2O

4.3 Phản ứng oxi hóa

CuSO4

(tt Fehling)

Ag(NH3)2+

(tt Tollens)

KMnO4

K2Cr2O7

RCOOH hay ArCOOHRCHO hay ArCHO

Ceton khó bị oxy hóa

Aldehyd

65

Hợp chất carbonyl

4.4 Phản ứng hoàn nguyên

C O C

H

OH

LiA lH41 .

H3O+

H3O+

2.

1. NaBH4

2.

H2/Ni

C O

Zn(Hg)/HCl

NH2 NH2/OH-

C H

H

66

Hợp chất carbonyl

67

Acid acetic CH3COOH

(S)-IbuprofenAcid butanoic CH3(CH2)2COOH nguyên nhân

gây mùi ôi của bơ khi không bảo quản tốt

Acid hexanoic CH3(CH2)4COOH tạo nên mùi đặc trưng của sữa dê

hay mùi hôi của vớ thể thao không được vệ sinhAcid cholic có nhiều trong mật người

Hợp chất carboxyl

1.1 Danh pháp

HCOOH Acid formic

CH3COOH Acid acetic

CH3CH2COOH Acid propionic

CH3(CH2)2COOH Acid butiric

CH3(CH2)3COOH Acid valeric

CH3(CH2)4COOH Acid caproic

….. ……

Tên thông thường

HCOOH Acid metanoic

CH3COOH Acid etanoic

CH3CH2COOH Acid propanoic

CH3(CH2)2COOH Acid butanoic

CH3(CH2)3COOH Acid pentanoic

CH3(CH2)4COOH Acid hexanoic

…. ….

IUPAC

1 Acid carboxylic RCOOH

68

Hợp chất carboxyl

1.2 Điều chế

Oxi hóa rượu bậc 1

RCH2OH RCOOH [O]

Tác nhân oxy hóa [O]: K2Cr2O7/H2SO4, KMnO4/H2SO4, HNO3 …

KMnO 4

VD:

CH3CH2OH CH3COOH

C6H5CH2OH C6H5COOHKMnO 4

RMgX + CO2 R-COO-MgX

+

H+

RCOOH

Từ hợp chất Grignard

CH3CH2 C

CH3

CH3

ClMg

CH3CH2 C

CH3

CH3

MgClCO2 H

+

CH3CH2 C

CH3

CH3

COOH

Mg CO2

Br

H+

COOH

VD:

69

Hợp chất carboxyl

Thủy giải nitril

R-X + CN- R-CN R-COOH H2O/H+

(Bậc 1)

CH2Cl

NaCN

CH2CN+

H

CH2COOH

3O

VD:

CH2(COOC2H5)2

1.

2.

C2H5ONaR CH(COOC2H5)2

H2O, HO-, t°R CH(COO-)2

H+

R CH(COOH)2t°

R CH2COOHR X

R' X

1.

2.

C2H5ONa

R C(COOC2H5)2

R'

H2O, HO-, t° H+t°

R CH

R'

COOH

Từ ester malonat

CH3CH2CH2Br + CN- CH3CH2CH2CN CH3CH2CH2COOH

H2O/H+

70

Hợp chất carboxyl

1.3 Tính chất vật lý

- Acid monocarboxylic:

1C-4C: chất lỏng linh động, hòa tan vô hạn trong nước

5C – 9C: chất lỏng sánh như dầu, hòa tan kém trong nước

10C trở lên: chất rắn, không tan trong nước, dễ tan trong alcol etylic và ether

Khi chiều dài mạch C tăng và mức độ phân nhánh của gốc R tăng lên thì độ tan

giảm nhiều

- Acid dicarboxylic:

Dạng tinh thể, dễ tan trong nước

- Acid monocarboxylic thơm:

Là những chất rắn kết tinh, dễ thăng hoa, chỉ tan trong nước nóng, dễ tan trong

alcol etylic và ether

R CO

O H

H O

CO

R

71

Hợp chất carboxyl

1.4 Tính chất hóa học

Tính acid

RCOO-H + H2O → RCOO + H3O

K a =[RCOO ] [H 3O ]

[RCOOH]

Hằng số acid:

R-COOH + Na → RCOONa + 1/2H2

2R-COOH + CaO → (RCOO)2Ca + H2O

R-COOH + NaOH → RCOONa + H2O

2R-COOH + Na2CO3 → 2RCOONa + H2O + CO2

Giá trị Ka càng lớn thì tính acid càng mạnh

Phản ứng thế nhóm OH

- Tạo ester

- Tạo halogenid acid

RCOOH + R’OH RCOOR’ + H2O

CH3CO-OH + PCl5 → CH3CO-Cl + HCl + OPCl3 72

Hợp chất carboxyl

- Tạo thành anhydric acid

2CH3COOH (CH3CO)2O + H2O P2O5, t°

Một số phản ứng khác

- Phản ứng thế nguyên tử Hα

CH3CH2COOH + Cl2 CH3CHClCOOH P

- Phản ứng khử nhóm COOH

CH3CH2COOH CH3CH2CH2OHLiAlH4

rồi H3O+

Tính chất của acid chưa no và dicarboxylic : tự đọc

73

Hợp chất carboxyl

2 Dẫn xuất của acid carboxylic

R C

OH

O

Y

R C

OH

OR C

Y

O

+ H2O HY+

R C

X

O

R C

O

CR

O

O

R C

OR'

O

R C

NH2

O

(X = F, Cl, Br, I)

Halogenid acid

Anhydrid acid

Ester

Amid74

Hợp chất carboxyl

2.1 Ester RCOOR’

Phân loại

- Ester hoa quả

HCOOC2H5 etil formiat mùi rượu rum

HCOOC5H11 amyl formiat mùi mận

CH3COOC5H11 isoamyl acetat mùi chuối

C3H7COOC2H5 etil butyrat mùi dứa

- Glycerid (chất béo): là ester của acid béo cao, không nhánh với glycerin

C17H35COOH acid stearic

C15H31COOH acid palmitic + glycerin

C17H33COOH acid oleic

CH2

CH

CH2

O

O

O

C R1

O

C

C

R2

R3

O

O

- Serid (sáp): là ester của acid và alcol béo cao

C15H31COOH + C30H61OH C15H31COOC30H61 + H2O

Sáp ongAcid palmitic Alcol miricylic 75

Hợp chất carboxyl

- Sterid: là ester của acid béo cao với alcol vòng như sterol

Cholesterol Sterid

Tính chất hóa học

- Phản ứng xà phòng hóa:

thủy phân trong môi trường base

RCOOR’ + NaOH → RCOONa + R’OH

CH2

CH

CH2

O

O

O

C C17H35

O

C

C

C17H35

C17H35

O

O

CH2

CH

CH2

OH

OH

OH

3NaOH 3C17H35COONa

Đây là phương pháp điều chế xà phòng76

- Thủy phân trong môi trường acid

CH2 O C

O

R

CH O C R'

CH2

O

O C

O

R''

CH2 OH

CH OH

CH2 Cl

RCOOH R'COOH R''COOHHCl

3-Monocloropropan-1,2-diol (3-MCPD)

RCOOR’ + HCl → RCOOH + R’Cl

xà phòng

Hợp chất carboxyl

- Phản ứng với NH3: tạo amid

C6H5COOCH3 + NH3 → C6H5CONH2 + CH3OHMethylbenzoat Benzylamid

- Phản ứng với hợp chất cơ magnesi

- Phản ứng khử ester

RCOOR’ RCH2OH + R’OH

LiAlH4, rồi H+

CH3CH=CHCOOCH2CH3 + LiAlH4 → CH3CH=CHCH2OH + CH3CH2OH77

rồi H+

Hợp chất carboxyl

2.2 Amid RCONH2

Tính chất vật lý

Chỉ có formamid (HCONH2) là chất lỏng ở nhiệt

độ thường. Các amid khác đều là chất rắn kết

tinh. Các amid thấp có thể hòa tan được trong

nước, các amid tinh khiết đều không có mùi.

R C

O

N H

H

R C N H

O H

Tính chất hóa học

Amid có tính lưỡng tính. Tính acid, base đều rất yếu

Amid chỉ phản ứng với acid mạnh, tạo các muối không bền dễ bị

thủy phân

CH3-CO-NH2 + HCl → [CH3-CO-NH3]+Cl-

Muối kim loại của các amid không bền (trừ thủy ngân)

CH3-CO-NH2 + HgO → (CH3-CO-NH)2Hg + H2O

Acid carboxylic và dẫn xuất

78

Capsaicin

- Alkylamin

CH3NH2 Methylamin

CH3CH2NHCH3 Ethylmethylamin

C6H5NHC6H5 Diphenylamin

(CH3)3N Trimethylamin

Cyclohexylamin

1 Danh pháp Amin

NH2

NH2

NH2H3C

Anilin

p-toludin

CH3CH2CH(NH2)CH2CH2COOH Acid 4-aminohexanoic

H2NCH2CH2COCH3 4-Amino-2-butanon

- Gọi theo nhóm thế amino

2 Điều chế

2H

2RCH OH

KMnO4

PBr3

Cu

to

RCOOH

RCH 2Br

RCHO

SOCl2RCOCl

NH3RCONH 2

OBr-

(Br2/NaOH)

NaCNRCH 2CN

NiRCH 2CH2NH2

NH3RCH 2NH2

NH3, H2,NiRCH 2NH2

RNH2

79

3 Tính chất vật lý

- Amin có thể tạo liên kết hydrogen

- Amin hòa tan trong dung môi ít phân cực như ether, alcol, benzen...

- Methylamin và ethylamin là chất khí có mùi giống amoniac, các alkil

amin trung bình ở thể lỏng; alkil amin cao hơn có mùi cá

Amin

4 Tính chất hóa học

NH2 + HCl NH3Cl

-+

Tính bazơ

CH 323( )2NH+

NO-

(CH3)2NH + HNO3

Phản ứng alkil hóa

Tạo amid

R NH H HO C

O

R' R NH C

O

R' H2O 80

81

Amin Phản ứng thế thân điện tử trên amin thơm

Sự halogen hóa

Sự nitro hóa

82

Amin

Nguyễn Thị Thu Trâm

Sự sulfon hóa - ứng dụng tổng hợp kháng sinh sulfamid

SulfamethoxazoleSulfaguanidin Sulfasalazine

Sulfamid

Thuốc sulfa

Amin Phản ứng với acid nitro

ArNH2 + NaNO2 + HCl Ar-N+NCl- + NaCl + H2O

ArN2+Cl-

(Hợp chất diazonium)

CuBr

CuCN

H2O, H+, t°

H3PO2

Ar-Cl

Ar-Br

CuCl

Ar-CN

Ar-OH

Ar-H

H2O, H+Ar-COOH

83

Phân loại :

• Monosacarid: còn gọi là đường đơn, không bị thủy phân.

Carbohydrat

Có 3 loại carbohydratee

O H

OHOH

H

OH

CH2OH

HH

OH

H

α-D-Glucopyranose

O

OH

CH2OH OH

CH2OH

HO

β-D-Fructofuranose

Saccarose

Amylose

84

• Oligosacarid: do các monosacarid kết hợp lại với nhau bằng liên kết

glycosid , khi bị thủy phân cho một vài (oligo: một vài) monosacarid.

Trong đó quan trọng nhất là disacarid.

• Polysacarid: do hàng trăm đến hàng nghìn monosacarid kết hợp lại với nhau

bằng liên kết glycosid.

CHO

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

1.1 Danh pháp

• Tên gọi theo số carbon, chức aldehyd hoặc ceton

Monosacarid có chứa chức aldedyd gọi là aldose

Monosacarid có chứa chức ceton gọi là cetose

Nếu số C trong phân tử là: 3 thì gọi là triose

4 thì gọi là tetrose

5 thì gọi là pentose

6 thì gọi là hexose

CH2OH

C O

CHOH

CHOH

CHOH

CH2OH

Cetohexose Aldopentose

1 Monosacarid

85

Carbohydrat

• Danh pháp D/L : được sử dụng rộng rãi khi gọi tên carbohyrat

C

CHO

CH2OH

OHH C

CHO

CH2OH

HHO

CHO

CH2OH

H OH

HO H

HO H

H OH

CHO

CH2OH

HO H

OHH

H OH

HO H

D-Aldehyd glyceric L-Aldehyd glyceric

CH2OH

O

CH2OH

H

OH

OH

HO

H

H

CH2OH

O

CH2OH

H OH

HO H

HO H

D-Galactose L-Galactose L-FructoseD-Fructose

86

Carbohydrat

• Danh pháp R,S : mặc dù chỉ rõ cấu hình từng carbon thủ tính nhưng

danh pháp này ít được sử dụng khi gọi tên carbohydratee

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

CH OH

CH2OH

1

2

3

4

5

6

1

2

3

4

5

CH2OH

C O

C HHO

C OHH

CH2OH

(2R,3S,4R,5R)-2,3,4,5,6-Pentahydroxyhexanal (3S,4R)-1,3,4,5-Tetrahydroxy-2-pentanon

• Gọi tên theo vòng:

O

O

Pyran Furan

VD: Glucopyranose (vòng 6 cạnh)

Fructopyranose (vòng 6 cạnh)

Glucofuranose (vòng 5 cạnh)

Fructofuranose (vòng 5 cạnh)87

Carbohydrat

1

23

4

5

6

O OH

OH

H

H

HO

CH2OH

HH

OH

H

1

23

4

5

6

O H

OHOH

H

H

HO

CH2OH

HH

OH

O H

OHOH

H

OH

CH2OH

HH

OH

HO

OH

OH

OH

CH2OH

HO

O

OH

CH2OH

OH

CH2OH

HO

O

OH

CH2OH OH

CH2OH

HO

α-D-Galactopyranose β-D-Galactopyranose

α-D-Fructofuranoseβ-D-Fructofuranose

α-D-Glucopyranose α-D-Fructopyranose

88

Carbohydrat

1.2 Một số kiểu trình bày monosacarid

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

CH OH

CH2OH

CH2OH

O

CH2OH

H

OH

OH

HO

H

H

O H

OHOH

H

OH

CH2OH

HH

OH

H

• Theo công thức chiếu Fischer

• Theo công thức chiếu Haworth

D-Gluco D-Fructo

α-D-Glucopyranose

O

OH

CH2OH

OH

CH2OH

HO

α-D-Fructofuranose

O

OH

CH2OH OH

CH2OH

HO

β-D-Fructofuranose

O OH

OH

H

H

OH

CH2OH

HH

OH

H

β-D-Glucopyranose

89

Carbohydrat

Cách đóng vòng tạo bán acetal vòng

90

Carbohydrat

91

Carbohydrat

• Theo công thức chiếu Reeves

O H

OHOH

H

OH

CH2OH

HH

OH

H

CH2OHH

HHO

H

HO H

OH

O

OH

H

O OH

OH

H

H

OH

CH2OH

HH

OH

H

H

H OH

H

HO

H

HO H

OH

OCH2OH

92

Carbohydrat

O

12

3

4

O

1

23

4

4C1

1C4

HO

HO

OH

O

OH

OH

HO

HO

OH

OOH

OH

α-D-Glucopyranose β-D-Glucopyranose

O

HO

OH

OH

OH

OH O

HO

OH

OH

OH

OH

α-D-Glucopyranose β-D-Glucopyranose

O

OH

OHOH

OH

OHO

OHOH

OH

OH

OHO

HO

OHOH

HO

HO O

HO

OHHO

HO

OH

α-D-Idopyranose β-D-Idopyranose α-D-Idopyranose β-D-Idopyranose

93

Carbohydrat

Cấu trạng ưu đãi

H

H OH

H

HO

H

HO H

OH

OCH2OH

e

CH2OHH

HHO

H

HO H

OH

O

OH

H

a

α-D-Glucopyranose (36%)β-D-Glucopyranose (64%)

H

H OH

H

HO

H

HO H

OH

OCH2OH

CH2OHH

HHO

H

HO H

OH

O

OH

H

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

CH OH

CH2OH

+ 1120+ 190 + 52,70?

94

Carbohydrat

95

Carbohydrat

1.3 Tính chất hóa họcH

H OH

H

HO

H

HO H

OH

OCH2OH• Phản ứng của nhóm aldehyd (ceton)

Đường khử Đường không khử

CH2OHH

H

H

HO

H

HO H

OH

O

OR

CH2OHH

H

H

HO

H

HO H

OH

O

OHCu(OH)2

COO-

C OHH

C HHO

C OHH

CH OH

CH2OH

Cu2O H2O2

Tất cả đường khử sẽ tham gia phản ứng với thuốc thử Tollens (AgNO3 trong nước

NH3), thuốc thử Fehling (CuSO4 trong tartrat natri), thuốc thử Benedict (CuSO4 trong

citrat natri).

β-D-Glucose

CH2OHH

H

H

HO

H

HO H

OH

O

OH Ag+2 H2O

COOH

C OHH

C HHO

C OHH

CH OH

CH2OH

Ag2

Phản ứng oxi hóa

Phân biệt đường khử và đường không khử.

96

Carbohydrat

Phản ứng khử

β-D-Glucopyranose D-Glucitol (D-Sorbitol)

Sự tạo thành osazon

C

C

H O

HOH

CHOH)n

CH2OH

(

C6H5 NH NH2

C

C

H

N NH C6H5

N NH C6H5

CHOH)n

CH2OH

(

C6H5NH2 NH3 H2O

Phenylhydrazin

3

Aldose Phenylosazon

Các osazon của các loại đường khác nhau sẽ kết tinh cho ra

tinh thể khác nhau nên có thể sử dụng dẫn xuất này để xác

định phần lớn các loại đường.

CHO

C OHH

C HHO

C OHH

CH OH

CH2OH

NaBH41.

H2O2.

CH2OH

C OHH

C HHO

C OHH

CH OH

CH2OH

H

H OH

H

HO

H

HO H

OH

OCH2OH

Glucosazon

Lactosazon

Galactosazon

Maltosazon

97

Carbohydrat

C

O

H2N NH C6H5

C

O

NH2NHC6H5

C

OH

NHNHC6H5

H3O+

C

OH2

NHNHC6H5

_H2O

C

NNHC6H5

H

H O HC

NNHC6H5

C

C

H O

HOH

CHOH)n

CH2OH

(

C6H5 NH NH2 C6H5NH2 NH3 H2OC

C

H O

O

CHOH)n

CH2OH

(

Cơ chế tạo thành osazon

98

Carbohydrat

Phản ứng tăng mạch carbon

CH2OH

OHH

OHH

HO H

CHO

HCNCH2OH

H OH

OHH

HOH

H OH

CN

CH2OH

H OH

OHH

HOH

HO H

CN

H2O

H+

H2O

H+

CH2OH

H OH

OHH

HOH

H OH

COOH

CH2OH

H OH

OHH

HOH

HO H

COOH

- H2O

- H2O

CH2OH

H O

OHH

HOH

H OH

CO

CH2OH

H O

OHH

HOH

HO

CO

H

CH2OH

H OH

OHH

HOH

H OH

CHO

Na(Hg)

CO2

Na(Hg)

CO2

CH2OH

H OH

OHH

HOH

HO H

CHO

Phản ứng giảm mạch carbon

CH2OH

OHH

OHH

HO H

CHO

CH2OH

H OH

OHH

HOH

H OH

CHO

H2OBr2 +

CH2OH

H OH

OHH

HOH

H OH

COOH

CaCO3

CH2OH

H OH

OHH

HOH

H OH

COO

2

CaH2O2

Fe3+

99

Carbohydrat

• Phản ứng của nhóm -OH

O

OH

H

H

H

HO

HO

H

H

OH

CH2OH

(CH3CO)2O

Piridin, 00C

CH2OCOCH3O

H

H

H

H

H

OCOCH3

H3COCO

H3COCOOCOCH3

β-D-Glucopyranose Penta-O-acetil-β-D-glucopyranose

Phản ứng tạo ester

Phản ứng tạo eter

O

OH

H

H

H

HO

HO

H

H

OH

CH2OH

Ag2O

CH3I

CH2OCH3O

OCH3

H

H

H

CH3O

CH3O

H

H

OCH3

β-D-Glucopyranose

100

Carbohydrat

Phản ứng tạo glycosid

Glycosid khi bị thủy phân sẽ tạo ra phần đường và phần aglycon

VD:

O

O

H

H

HO

H

HO

HO

H

H

CH2OH

OH

Phần đường Phần aglycon

Liên kết glycosid

Cách gọi tên glycosid:

Tên nhóm alkil + tên đường (thay ose thành osid)

p-Hydroxyphenyl β-D-glucopyranosid

O

O

H

H

HO

H

HO

HO

H

H

CH2OH CH2OHO

OH

CH2OH O

CH2OH

CH3

HO

O-Hydroxymetylphenyl β-D-glucopyranosidMetyl β-D-fructofuranosid 101

Carbohydrat

O

O

HO

OH

OH

OH

OO

HOH

HH

H

H

OH

OH

OH

O

O

HO

OH

OH

OH

OO

HOH

HH

OH

H

OH

H

OH

3-O-b-D-Galactopyranosyl quercitin 3-O-b-D-Glucopyranosyl quercitin

2

1

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14 15

161718

1920

21 22

23

24

25

26

27

28

29

O

OH

OH

H

HO

H

HOH

H

H

O1'2'

3'

4'5'

6'

3-O-b -D-Glucopyranosylstigmasterol

O

O

OH

OH

HO

O

O

O

OHH

HOHO

OH

HO

OHH

O

HO

H3CO

C=C

C

O

OH

H

Kaempferol 3-O-{6-[(6-O-E-feruloil)-β-D-galactopiranosil]-

β-D-glucopiranosid}

Một vài VD về glycosid

102

Carbohydrat

H

H OH

H

HO

H

HO H

OH

OCH2OH

H

HHO

H H

H

HO

O

O

OCu

H

Cu(OH)2

HOCH2

1

1

34

34

H

H OH

HH

H

OH

O

O

O

H

CH2OH

1

4

3

• Phản ứng tạo phức màu xanh với Cu(OH)2

Phức đồng màu xanh

C6H12O6

C2H5OH + CO22 2

2 CH3CHOHCO2H

HOOCCH2CCH2COOH

OH

COOH

+ H2O

CH3CH2CH2CO2H + +2CO2 2H2

CH3COCH3 + + + +C4H9OH C2H5OH CO2 H23

• Phản ứng lên men

D-Glucose

Lên men rượu

Lên men lactic

Lên men citric

Lên men butyric

Lên men

aceton-butylic 103

Carbohydrat

Có thể chia disacarid ra làm 2 loại: đường khử và đường không khử

Đường khử: Maltose, cellobiose, lactose…

• Maltose hay 4-O-(α-D-Glucopyranosyl)-D-glucopyranosid

4-O-(α-D-Glucopyranosyl)-β-D-glucopyranosid 4-O-(α-D-Glucopyranosyl)-α-D-glucopyranosid

• Cellobiose

4-O-(β-D-Glucopyranosyl)-β-D-glucopyranosid

H

H OH

H

HO

H

H

OH

O

H

HHO

H

HO H

OH

O

O

HCH2OH

CH2OH

CH2OH

CH2OH

H

HHO

H

H

OH

O

H

HHO

H

HO H

OH

O

O

H

OH

H

H

H O

H

HO

H

HO H

OH

OCH2OH H

H OH

H

HO

H

H

OH

OCH2OH

1

4

2 Disacarid C12H22O11

• Lactose hay 4-O-(β-D-Galactopyranosyl)-D-glucopyranosid

CH2OH H

H OH

H

HO

H

H

OH

OCH2OH

1

4

H O

H

HO

H

H

OH

O

OH

H

CH2OHCH2OH

1

4

H O

H

HO

H

H

OH

O

OH

H

H

HHO

H

H

OH

O

OH

H

104

Carbohydrat

Đường không khử: Saccarose (đường mía) C12H22O11

HO

OCH2OH

HO H

H

CH2OHH

1

2

2

3

4

1

3 4

5

6

6

5O

H

HOH

HO

HO

H

H

CH2OH

O

H

Nối α- glucosid

Nối β- fructosid

2-O- (α-D-Glucopyranosyl)-β-D-fructofuranosid

Năng lực triền quang [α] = + 66,50

1 mol saccarose bị thủy phân cho ra 1 mol D-glucose và 1 mol D-fructose.

Sự thủy phân này làm thay đổi góc quay cực ban đầu của saccarose, từ (+)

chuyển thành (-). Hiện tượng này gọi là sự nghịch quay.

[α]D-glucose= + 52,70 [α]D-fructose= -92,40

Kết quả là dung dịch saccarose sau khi thủy phân có góc quay cực âm.105

Carbohydrat

1. Trình baøy coâng thöùc Haworth vaø caáu traïng öu ñaõi cuûa caùc ñöôøng coù teân goïi

nhö sau

a. 6-(O-β-D-Galactopyranosyl)-D-galactopyranosid

b. 4-(O-α-D-Mannopyranosyl)-β-D-fructofuranosid

c. α-D-Galactopyranosyl (16)-β-D-glucopyranosyl (1 2)-β-D-fructofuranosid

d. α-D-Glucopyranosyl (16)-α-D-glucopyranosyl (1 2)-β-D-fructofuranosid

2. Goïi teân caùc ñöôøng theo danh phaùp IUPAC

OHO

OH

O

OH OH

OHHO

OH

OHO

HOOH

O

O

OH

HO

O

O

OH

HO

O

HOOH

O

OH OH

O

OH

CH2OH

CH2OH

HO

106

Carbohydrat

3. Gentiobiose, thuộc loại đường khử, là một disaccarid hiếm. Khi thủy giải

bởi dung dịch nước acid, Gentiobiose chỉ cho ra D-glucose. Cho Gentiobiose

tác dụng với CH3I/Ag2O cho dẫn xuất octametyl, chất này khi bị thủy giải bởi

dung dịch nước acid, sẽ cho một mol 2,3,4,6-tetra-O-metyl-D-glucopyranose

và một mol 2,3,4-tri-O-metyl-D-glucopyranose. Biết rằng Gentiobiose có chứa

một nối β-glycosid. Vẽ cấu trúc của Gentiobiose (trình bày bằng cấu trạng ghế)

và gọi tên Gentiobiose theo danh pháp quốc tế.

4. Trehalose laø moät disaccarid, coâ laäp ñöôïc töø naám men, coân

truøng…Trehalose thuoäc loaïi ñöôøng khoâng khöû, khi bò thuûy giaûi bôûi dung dòch

nöôùc acid seõ cho 2 mol D-Glucose. Trehalose bò thuûy giaûi bôûi enzym α-

glucosidase maø khoâng bò thuûy giaûi bôûi enzym β-glucosidase. Veõ caáu truùc

cuûa Trehalose (trình baøy baèng caáu traïng gheá) vaø goïi teân Trehalose theo

danh phaùp quoác teá.

107

Carbohydrat

- Polysacarid là những hợp chất bao gồm hàng trăm đến hàng nghìn gốc

monosacarid kết hợp với nhau bằng liên kết glycosid.

- Polysacarid không phải là đường khử và không làm thay đổi tính quay

quang.

- Polysacarid quan trọng và hay gặp là tinh bột, cellulose và glycogen.

CTTQ: (C6H10O5)n

3 Polysacarid

108

Carbohydrat

Tinh bột có 20% amylose và 80% amylopectin

Cấu trúc của amylose

1,4‘-(α-D-Glucopyranosid)

3.1 Tinh bột

109

Cấu trúc của amylopectin

- Tinh bột được sử dụng làm tá dược.

- Sản xuất giấy, keo dán hồ, xử lý nước.

- Cách cơ thể người tiêu hóa tinh bột: ở nước

bọt và bao tử có enzym glycosidase sẽ thủy

giải nối α-glycosid cho ra các phân tử glucose.

Ứng dụng:

Carbohydrat

Cây đay

Cây bông vải

Liên kết Hydrogen

3.2 Cellulose

- Làm pha tĩnh trong sắc ký cột.

- Ester của cellulose:

• Nitrat cellulose: chất nổ, verni sơn.

• Acetat cellulose: tấm phim, giấy lọc, sợi tơ

tổng hợp…

- Eter của cellulose: methyl, etil,

propil…dùng làm chất ổn định, chất kết dính,

sản phẩm tẩy trang.

- Cacboximethylcellulose (CMC) : tá dược,

thành phần của thực phẩm ăn kiêng

Ứng dụng:

110

Carbohydrat

3.3 Glycogen

- Dự trữ năng lượng (người, động vật, nấm…), điều hòa lượng glucose

ở mức cần thiết cho cơ thể.

- Tích lũy ở gan với tỷ lệ 20%

111

Carbohydrat

3.4 Chitin

ÖÙng duïng

Baûo quaûn traùi caây

Laøm lôùp boïc aùo beân ngoaøi vieân thuoác

Haï cholesterol trong maùu…

3.1.3.5 Pectin

112

Carbohydrat

H2N CH

R

COOH

Trong đó gốc R

- Alkyl (mạch hở hoặc nhánh)

- Cycloalkyl, Ar-, gốc dị vòng

- Chứa hoặc không chứa một số nhóm chức (-SH, -OH)

Acid amin, peptid và protein1 Acid amin (amino acid)

113

Austria, Vienna, 2015COOH

H

R

H2N

H3N CH

R

COO

L-Aminoacid

Acid amin có dạng ion lưỡng cực

Dạng cation Dạng anionIon lưỡng cực

Acid amin hiện diện chủ yếu ở dạng nào trong 3 dạng trên là tùy thuộc

vào pH của môi trường. Ở pH trung gian thì acid amin ở dạng ion lưỡng

cực (giá trị pH này gọi là điểm đẳng điện pI )

H3N CH

R

COO H2N CH

R

COOH3N CH

R

COOHHO-

H3O+

1149 acid amin thiết yếu: Isoleusine, Leucine, Lysine, Methionine, Phenylalanine, Threonine,

Tryptophan , Valine và Histidine

Dựa vào sự khác nhau về điểm đẳng điện, người ta có thể tách hỗn

hợp acid amin thành các cấu tử riêng biệt bằng phương pháp điện di

VD: Tách hỗn hợp 3 acid amin : lysin (tính kiềm), alanin (trung tính),

acid aspartic (tính acid)

H2N CH2CH2CH2CH2 CH

NH2

COOH

CH3 CH

NH2

COOH

HOOC CH2CH2 CH

NH2

COOH

Lysin, pI = 9,74

Alanin, pI = 6,00

Acid aspartic, pI = 2,77

115

Acid amin, peptid và protein

- +

Tấm giấy trước khi điện di

- +

Tấm giấy sau khi điện di

pH =6,00

H3N CH2CH2CH2CH2 CH

NH3

COOH

OOC CH2CH2 CH

NH2

COO

CH3 CH

NH3

COO

Acid amin, peptid và protein

116

CH3 CH

CH3

CH2 CH2 COOHBr2, PBr31.

2. H2OCH3 CH

CH3

CH2 CH COOH

Br

NH3CH3 CH

CH3

CH2 CH COOH

NH2

CH3CHONH3, HCN

CH3 CH

NH2

CN CH3 CH

NH2

COOHH3O+

CH2(COOEt)2

Br2

CCl4CHBr(COOEt)2

N

O

O

K

N

O

O

CH(COOEt)2EtO-

Ar X

N

O

O

C

Ar

(COOEt)2

H3O+

Ar CH

NH2

COOHt

O

- Từ α-halogenoacid

CH2(COOEt)2

NaOEt

EtOH

i_C4H9_Bri_C4H9_CH(COOEt)2

HCl i_C4H9_CH2COOH

Br2 i_C4H9CHBrCOOH

NH3

i_C4H9CHNH2COOH

lượng thừa

Leucin (45%)

Alanin

- Tổng hợp Strecker

- Từ ester malonat

- Tổng hợp Gabriel

Tổng hợp acid amin

117

Acid amin, peptid và protein

+H2N CH

R

COOH C2H5OHHCl

NH3 CH

R

COOC2H5 Cl-+

Ag2O

H2N CH

R

COOC2H5+ +AgClH2O

R CH

NH2

COOH +

O

C

CH RN

H

H

O

C

CHR N

H

H

O

Cu

O

2 Cu2+

+H2N CH

R

COOH NH3 CH

R

COCl Cl-+

+PCl5 POCl3

- Các phản ứng của nhóm carboxyl

• Tạo muối với base

• Tạo ester

• Tác dụng với PCl5

• Phản ứng loại nhóm COOH (decarboxyl hóa)

H2N CH

R

COOH +t 0

H2N CH2 R CO2

Màu xanh thẩm

Tính chất hóa học của acid aminAcid amin, peptid và protein

118

- Các phản ứng của nhóm amino

H2N CH

R

COOH + HNO2 HO N N CH

R

COOH HO CH

R

COOH + N2

• Phản ứng với acid nitrơ (HNO2)

Hợp chất diazoic

• Phản ứng alkyl hóa (RX)

H2N CH2 COOHCH3I

HN

CH3

CH2 COOH (CH3)2N CH2 COOH (CH3)3N CH2 COOH+

I-

CH3I CH3I

• Phản ứng alcyl hóa (RCOCl)

+ H2N CH2 COOHCH3COCl CH3CONHCH2COOH + HCl

• Phản ứng tạo imin với hợp chất carbonyl

H2N CH

R

COOH+R' C O R' C N CH

R

COOH

3.2 Acid amin, peptid và protein

119

12.2 Acid amin, peptid và protein

• Phản ứng với thuốc thử Ninhydrin

C

O

O

O + H2N CH

R

COOH_ H2O

C

O

O

N CH

R

COOH

t0

C

O

O

H

N CH R

H2O+C

O

O

NH2

H

+ RCHO

C

O

O

NH2

H

C

O

O

OC

O

O

N C

O

OH

H+_C

O

O

N C

O

O

-

Phức màu xanh tím

Ninhydrin

120

Acid amin, peptid và protein

- Các phản ứng do sự tham gia của hai nhóm carboxyl và amino

• α-aminoacid

t0

H2O_R CH

HNH

C

O

OH

RCH

NH H

C

O

HO

2NH

CH

NH

C CH

R

O

R

O

Dicetopiperazin

• β-aminoacid

t 0

_R CH

NH2

CH2 COOHNH3

R CH CH COOH

• Các , , ε -aminoacid

H2O

CH2 CH2

H2C C O

HONH2 NH

CH2 CH2

H2C C O

H2O

CH2

H2C CH2

C OHOCH2

NH2

CH2

H2C CH2

C OH2C

NH

4-Butanlactam

5-Pentanlactam

121

Acid amin, peptid và protein

H2N CH

R

COOH H2N CH

R

COOHH2O H2N CH

R

C

O

NH CH

R

COOH

H3N CH2 C

O

NH CH

CH

CH3H3C

C

O

O

Peptid là amid được hình thành do các chức acid và chức amin của

các acid amin tương tác với nhau. Tùy vào số acid amin người ta

chia peptid thành: dipeptid, tripeptid,…polypeptid.

Qui ước gọi tên peptid

H3N CH

CH

CH3H3C

C

O

NH CH2 C

O

O

Glycylvalin

(Gly-Val)Valylglycin

(Val-Gly)

Liên kết peptid

2 Peptid

2.1 Định nghĩa và danh pháp

122

Acid amin, peptid và protein

H3N CH2 C

O

NH CH

CH

CH3H3C

C

O

NH CH

CH2

C

O

O Glycylvalylphenylalanin

(Gly-Val-Phe)

N- cuối mạch C- cuối mạch

Pro-Leu-GlyNH2 C

O

NH CH C

O

NH CH2 C

O

O

CH2

CH

CH3 CH3

Acid amin, peptid và protein

123

Cầu nối disulfide

Frederick Sanger (1918-2013)

02 Giải Nobel Hóa học 1958, 1980

2.2 Xác định cấu trúc của peptid

• Có những acid amin nào trong phân tử

• Có bao nhiêu acid amin trong phân tử

• Trật tự liên kết giữa các acid amin trong phân tử

Nhờ máy phân tích amino acid

* Thủy giải bằng dd HCl 6M, 110°C, 24h.

* Sắc ký

20 60 100 140 180 220 260

Acid aspartic

Serin Prolin

Glycin

Cystin

Dung dòch giaûi ly (ml)

Ñoä haáp thu

124

Giải Nobel Hóa học 1972

Acid amin, peptid và protein

Phương pháp giảm cấp Edman

H3N CH2 C

O

NH CH

CH

CH3H3C

C

O

NH CH

CH2

C

O

O Glycylvalylphenylalanin

(Gly-Val-Phe)

Phenylisothiocyanat

C6H5NCS

- Sự giảm cấp sẽ không còn hiệu quả sau 25 lần cắt.

- Đối với peptid và protein lớn:

Thủy giải bán phần cho ra một số mãnh nhỏ

Tách rời các mảnh nhỏ này; xác định thứ tự acid amin của từng mảnh

nhỏ bằng sự giảm cấp Edman

Sau cùng tìm hiểu xem các mảnh này đã ghép nhau như thế nào 125

Trật tự liên kết giữa các acid amin trong phân tử

Phương pháp khối phổ

Pehr Victor Edman (1916-1977)

Acid amin, peptid và protein

126

Bảo vệ nhóm chức acid: chuyển nhóm acid thành ester methyl hay benzyl bằng

pư ester hóa, sau đó loại bỏ nhóm bảo vệ bằng pư thủy phân trong môi trường kiềm

Bảo vệ nhóm chức amin: bằng nhóm tert-butyloxycarbonyl (Boc), sau đó loại bỏ

nhóm bảo vệ bằng CF3COOH

hoặc bằng nhóm fluorenylmethyloxycarbonyl amide (Fmoc),

sau đó loại bỏ nhóm bảo vệ bằng kiềm

2.3 Tổng hợp peptidAcid amin, peptid và protein

127

Acid amin, peptid và protein

128

Acid amin, peptid và protein

Robert Bruce Merrifield (1921-2006)

Giải Nobel Hóa học 1984

Phương pháp tổng hợp pha rắn Merrifield

Protid là những polypeptid có phân tử lượng lớn (>10.000), > 50 acid amin

Phân loại:

• Dựa vào hình dạng : protein hình cầu và protein hình sợi

• Dựa vào thành phần cấu tạo: holoprotein và heteroprotein

• Dựa vào chức năng của protein: protein cấu trúc, vận chuyển, xúc

tác, tải thông tin

3 Protein (protid)

Định nghĩa và phân loại

129

Tính chất

• Chất keo, không có nhiệt độ nóng chảy đặc trưng

• Quang hoạt, quay trái

• Protein bị biến tính dưới tác dụng của nhiệt, pH

Acid amin, peptid và protein

130

Các liên kết hóa học trong phân tử protein

1. Liên kết peptid (peptide bond)

2. Cầu nối disulfide (disulfide bridge)

3. Liên kết hydrogen (hydrogen bond)

4. Liên kết ion (ionic bond)

5. Tương tác kỵ nước (hydrophobic interactions)

Acid amin, peptid và protein

- Cấu trúc bậc một

Chỉ số lượng, thành phần, thứ tự

của các acid amin. Các liên kết

peptid quyết định cấu trúc bậc 1.

- Cấu trúc bậc hai

Mạch polypeptid có dạng xoắn ốc

hay gấp khúc. Cấu trúc bậc 2 do

liên kết hydro quyết định.

Cấu trúc protein

131

Nguyễn Thị Thu Trâm

- Cấu trúc bậc ba

Nói đến tất cả các đoạn cấu trúc bậc hai,

toàn thể phân tử protein sẽ cuộn thành

hình gì trong không gian ba chiều. Cấu

trúc bậc 3 do liên kết disulfur, lk ion,

tương tác kỵ nước quyết định.

- Cấu trúc bậc 4

Khi nói đến việc kết hợp hai hoặc nhiều

chuỗi dây peptid trong một protein hoàn

chỉnh. Cấu trúc bậc 4 do lk ion, tương

tác kỵ nước quyết định.

Acid amin, peptid và protein

132

Lipid

Xà bông

CH2 O C

O

R1

CHOC

O

R2

CH2 O P

O

O CH2 CH2

O

N(CH3)3

Phosphalidylcholin (Lecithin)

133

Định nghĩa

- Là hợp chất hữu cơ có trong động

vật, thực vật

- Thường là ester của acid béo (đôi khi

là dẫn xuất của acid béo)

- Không tan trong nước, tan trong

dung môi hữu cơ, không bay hơi, độ

nhớt cao

Lipid

Vai trò và ứng dụng

- Dự trữ năng lượng, là yếu tố cấu trúc

cơ bản của cơ thể sống

- Trong công nghiệp, lipid dùng để sản

xuất xà phòng, sơn, vecni…

- Trong ngành dược, lipid dùng làm

dung môi pha chế thuốc tiêm, làm tá

dược thuốc mỡ, thuốc cao dán.

- Sáp (Waxes), mỡ động vật

(fat), dầu thực vật (oil)

- Xà phòng (soap)

- Phospholipid

- Prostaglandin và Eicosanoid

- Steroid

134

Sáp (Waxes), mỡ động vật (fat), dầu thực vật (oil) Lipid

Hiện tượng chất béo bị “ôi”

(CH2)n C

H

C

H

(CH2)nO2

(CH2)n C

H

C

H

(CH2)n

O O

(CH2)n C

O

OH H C

O

(CH)2n

Các chỉ số hóa học của chất béo

- Chỉ số acid: là số mg KOH cần thiết để trung hòa các acid tự do có trong

1g chất béo.

- Chỉ số xà phòng hóa: là số mg KOH cần thiết để trung hòa các acid tự do

và để xà phòng hóa các ester có trong 1g chất béo.

- Chỉ số ester: là số mg KOH cần thiết để xà phòng hóa các ester có trong

1g chất béo.

- Chỉ số iod : là số gam iod kết hợp với 100g chất béo. 135

Sáp (Waxes), mỡ động vật (fat), dầu thực vật (oil) Lipid

136

Xà phòng (soap)

Xà phòng: là hỗn hợp muối kiềm của các acid béo

DẦU COONa

COONaNaOOC

NaOOC

H2O

H2O

H2O

H2O

H2O

Chất tẩy rửa tổng hợp

SO

O

ONa

OS

O

O ONa

Natri alkyl benzensulfonat Natri luarylsulfat

Lipid

137

1.6 LipidPhospholipid

Bao gồm: glycerophospholipid và sphingomyelin

C12

-C20

Gly

ce

rophospholip

id

Lipid

138

Sphin

gom

yelin

Phospholipid Lipid

Khung gonan

(1,2-cyclopentanoperhydrophenanthren)

• Sterol

• Acid mật

• Nội tiết giới tính

• Nội tiết thượng thận (Cortinoid)

• Glycosid tim

• Sapogenin

• Steroid alcaloid

Steroid Lipid

- Cách đánh số

A B

C D1

2

3

4

5

6

7

8

910

11

12

13

1415

16

17

Cholesterol

- Hóa lập thể của khung gonan

- Khung gonan có 6 C*

- Vòng B&C, C&D : trans; A&B : trans hay cis

• A&B: trans dãy α (allo)

• A&B: cis dãy β (normal)

18

19

20

21 22

HO

1

2

3

4

56

7

8

9

10

11

12

13

1415

16

17

23

24 25

26

27

Steroid Lipid

A B

C D

A

B

C D

A&B: trans

dãy α (allo)

A&B: cis

dãy β (normal)

- Các nhóm thế hướng lên mặt phẳng trung bình có cấu

hình β , ngược lại là α , những nối chưa xác

định được cấu hình .

- Nhóm thế tại C13 luôn hướng lên (cấu hình β).

13

13

Steroid Lipid

Sterol

- Sterol có trong mỡ động vật, dầu thực vật.

- Chất kết tinh.

- Cholesterol, cholestanol, coprostanol: sterol động vật.

- Ergosterol, stigmasterol: sterol thực vật.

- Sterol vi sinh vật: tách từ nấm, mốc.

HO

Cholesterol Stigmasterol

HO

Steroid Lipid

Cholesterol (C27H46O)

Cholesterol

HO

-Tinh thể, tnc= 149oC, [α]D= -39

- Cholesterol có vai trò quan trọng trong sự hình

thành cấu trúc tế bào và kích thích tố (hormon).

- Cholesterol liên kết với lipoprotein để lưu hành

trong máu. LDL chuyển cholesterol tới các tế bào,

HDL chuyển cholesterol về gan để bài tiết. Khi

lượng LDL > HDL thì tỉ lệ cholesterol trong máu sẽ

tăng lên gây triệu chứng bệnh tim mạch nguy hiểm.

HO

H2/Pt

HO

CrO3

O

Zn/Hg, HCl

Cholesterol Cholestanol Cholestanon Cholestan

Sterol

Steroid Lipid

Ergosterol (C28H44O)

HO

Ergosterol

- Tinh thể, tnc= 163oC, [α]D= -130

- Ergosterol và cholesterol là nguyên

liệu để sản xuất vitamin D2 và D3

HO

R

OH

R

HO

CH2

R

HO

R

HO

R

Ergosterol

Tiền vitamin D

Vitamin D2

(Ergocalciferol)LumisterolTachysterol

hγ

hγ hγ hγ

Sterol

Steroid Lipid

HO

OH

R

HO

CH2

R

HO

R

HO

R

hγhγhγ

hγ

7-Dehydrocholesterol

Tiền vitamin D

Vitamin D3 (Cholecalciferol)

Vitamin D4 : R =

Sterol

Steroid Lipid

Stigmasterol (C29H48O)

Stigmasterol

- Tinh thể, tnc= 1700C, [α]D= -40

- Trong dầu đậu nành, tồn tại

dưới dạng acetat

β– Sitosterol

HO

1

3

5 7

9

1113

15

17

2021 22

23

25

26

27

28

29

18

19

24

HO

1

3

5 7

9

1113

15

17

2021 22

23

25

26

27

28

29

18

19

24

Sterol

Steroid Lipid

Các acid mật

- Có nhiều trong dịch mật

- Khung gonan bảo hòa, chứa nhiều nhóm –OH (3, 6, 7, 11,12)

hầu hết có cấu hình α. Tại C17 gắn gốc chứa nhóm –COOH

COOH

A B

24

COOH

A B

27

C24 C27

Steroid Lipid

Hormon là những chất do các tuyến nội tiết sinh ra, có tác

dụng gây nên các phản ứng sinh lý khác nhau.

Khung Estran

Estrogen

Khung Androstan

Androgen

Khung Pregnan

Progestagen

18

19

20

Các hormon

Steroid 12.3 Lipid

Các hormon sinh dục

- Hormon sinh dục nữ :

Estrogen : điều hòa các chức phận

của cơ quan sinh dục và làm phát triển

các cơ quan này ở giai đoạn dậy thì.

HO

O

Khung Estran

HO

OH

OH

HO

OH

HO

OH

Estron Estriol

17α-Estradiol17 β -Estradiol

Các hormon

Steroid Lipid

Progestagen

Khung Pregnan

O

O

HO

OHProgesteron

Pregnandiol

- Hormon sinh dục nam:

Khung Androstan

HO

O

HO

O

HO

O

O

OHAndrosteron

5-iso-androsteron

Dehydro epi androsteron Testosterol

Các hormon

Steroid Lipid

Các hormon tuyến thượng thận

X = H : Mineralocorticoid

X = OH : Glucocorticoid

O

HO

O

OH

X

1

3

11 17

21

O

HO

O

OH

CHO

Các mineralocorticoid có tác dụng tăng

thải K+, H+, tái hấp thu Na+ và giữ

nước, giúp điều hòa đường huyết

Aldosteron

Các hormon

Steroid Lipid

Các Glucocorticoid tác động lên sự chuyển hóa glucid, protein, lipid

O

HO

O

OH

O

O

O

OH

OH

O

HO

O

OH

OH

Corticosteron CortisonCortisol

Terpen là những hydrocarbon có công thức chung là bội số

của phân tử isopren (C5H8)n

CH2 C

CH3

CH CH2n CH2 C

CH3

CH CH2 n

Isopren

Đầu Đuôi ĐuôiĐầu Monoterpen

Terpenoid

1

2

3

4

5

6

78

CH2OH

(C5H8)n

n = 1 C5H8 Hemiterpen (isopren)

n = 2 C10H16 Monoterpen

n = 3 C15H24 Sesquiterpen

n = 4 C20H32 Diterpen

n = 5 C25H40 Sesterterpen

n = 6 C30H48 Triterpen

n = n (C5H8)n Polyterpen (cao su thiên nhiên)

Terpenoid

Tinh daàu hoa hồng

30-40% Geraniol

1

2

3

4

5

6

78

CH2OH

35-55% Citronellol

1

2

3

4

5

6

78

CH2OH

5-10% Nerol

1

2

3

4

5

6

78

CH2OH

Caùc thaønh

phaàn khaùc

Các dẫn xuất của monoterpen không vòng

• Dẫn xuất alcol

1

2

3

4

5

6

78

CH2OH

1

2

3

4

5

6

78

CH2OH 1

2

3

4

5

6

78

OH

1

2

3

4

5

6

78

CH2OH

Geraniol NerolLinalol Citronellol

trans cis

Terpenoid

• Dẫn xuất aldehyd

1

2

3

4

5

6

78

CHO

1

2

3

4

5

6

78

CHO

Geranial, Citral a Neral, Citral b Citronellal

1

2

3

4

5

6

78

CHO

Điều chế Citral b trong công nghiệp:

CH3

C

O

CH3

C2H2

NaNH2 H3C

C

CH3

OHCHC H2/Pd

H3C

C

CH3

OHH2C=HC PBr3C

H3C CH3

BrH2CC2H5OOC

O

HBr

C2H5OOCO

H2O, HO- O ClCH2COOC2H5

COOC2H5

OH

H2O-

CHOCOOC2H5

1. DIBAH

2. H3O+

Citral b

Zn

Terpenoid

Citral a

β-Ionon α -Ionon

CHO(CH3)2CO

H2O

C

CH3

O C

CH3

OH

H+C

CH3

OH

H

C

CH3

OH

C

CH3

O

Vitamin A

Terpenoid

O BrCH2CN

Zn

CN

OH

H2OCOOH

1. ROH (H+)

2. LiAlH4

3. MnO2

CHO(C6H5)3P CH C

CH3

CH COOR

COOR

CH2OH

LiAlH4

Vitamin A :

- Chaát keát tinh maøu vaøng, t0nc = 64

0C.

- Giuùp saùng maét.

- Laàn ñaàu tieân ñöôïc tìm thaáy trong daàu gan

caù (1931).

- Coù nhieàu trong gan caù vaø loøng ñoû tröùng.

Vitamin A

Terpenoid

1

45

7

6

8

9

2

3

10

Limonen α-Terpinen β-Terpinen γ-Terpinen Terpinolen α-Phelandren β-Phelandren

Khung p-mentan

1,8-Mentadien ( -Mentadien)1,8

Monoterpen 1 vòng

Terpenoid

Các dẫn xuất của monoterpen một vòng

• Dẫn xuất alcol

OH

OH

OH

OH

Menthol

3-Hydroxi-p-mentan

cis-Terpin-1,8

1,8-Dihydroxi-p-mentan

O

Cineol-1,8

1,8-epoxi-p-mentan

α-Terpineol

Từ α-Pinen (thành phần chính trong tinh dầu thông) điều

chế α-Terpineol, cis-Terpin-1,8, Cineol-1,8

Terpenoid

CH(CH3)2OH

CH3

CH(CH3)2OH

CH3

CH(CH3)2

CH3 OH

CH(CH3)2CH3

OH

OH

Terpenoid

H+ H2O

OH

H+

H2O

OH

OH

H2O

O

α-Pinen

α-Terpinol cis-Terpin-1,8 Cineol-1,8

OH

OH

H+H2O

O

H

OH

OH

H+H2O

OH

OCH3

Cineol-1,8

cis-Terpin-1,8trans-Terpin-1,8

Terpenoid

1

2

3

4

5

6

7

Thujan CaranPinan Camphan

(Bornan)

Fenchan

1 23

45

6

7

2,6,6-trimethylbicyclo[3.1.1]heptan

1

2

34

5

6

7

1,7,7-trimethylbicyclo[2.2.1]heptan

Các dẫn xuất của monoterpen hai vòng

Terpenoid

• Nhóm pinan

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

α-Pinen β-Pinen

• Nhóm Camphan

O1

2

3

4

5

6

78 9

10

Camphor

1

2

3

4

5

6

789

10

O

10

8

9

1,7,7-Trimethylbicyclo[2.2.1]heptan-2-on

Cây long não

Cinnamomum camphora

Terpenoid

Tổng hợp Camphor từ α-Pinen

HCl15o

Cl

Cl- Cl-Cl

HCl

CH2

CH2

CH3COOH

C

O

OH3C

OH2O

CH3COOH

HO O

α-Pinen

CamphorCamphen

Terpenoid

Sesquiterpen C15H24

• Sesquiterpen không vòng (có 4 liên kết đôi)

• Sesquiterpen 1 vòng (có 3 liên kết đôi)

• Sesquiterpen 2 vòng (có 2 liên kết đôi)

• Sesquiterpen 3 vòng (có 1 liên kết đôi)

α-Facnesen

(trong tinh dầu sả)β-Salinen

(trong tinh dầu cần tây)

Punctaporonin A

OH

HOH2C

OH

Terpenoid

Diterpen C20H32

Diterpen không vòng & diterpen vòng

• Diterpen không vòng

CH2OH16

11 7 3

2

1

Phytol

(2E-7R,11R)-3,7,11,15-Tetramethylhexadeca-2-enol

O

O

CH3

gốc Phytyl

Vitamin K1 (2-methyl-3-phytyl-1,4-naphtoquinon)

Terpenoid

• Diterpen vòng

1-methyl-7-isopropilphenanthren

CH3 COOH

CH3

CH3 COOH

CH3

Acid abietic Acid sapietic

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1213

A B

C

14

Terpenoid

Polyterpen (C5H8)n

- Cao su thiên nhiên

Polyisopren

C

CH3

CH2

C

H

CH2 CH2

C

CH3

C

CH2

H

CH2

C

CH3

C

CH2

H

Nhựa cao su - dạng cis

C C

CH2

CH3

H

CH2 CH2

C

CH3

C

H

CH2 CH2

C C

CH3

H

CH2

Nhựa Két (gutta-percha) - dạng trans

CH2 C

CH3

CH CH2 n

Terpenoid

• Lưu hóa cao su: chuyển cao su từ

trạng thái mạch thẳng sang trạng thái

không gian 3 chiều

* Lưu huỳnh

* Selen

* Peroxit

Mục đích : làm cho cao su bền hơn,

dai hơn và đưa cao su trở thành sản

phẩm được ứng dụng rộng rãi trong

cuộc sống

Tính đàn hồi ở cao su:

+ Nhờ quá trình lưu hóa

+ Do cấu hình cis

- Cao su tổng hợp

• Cao su Buna (1,3-butadien)

cao su Buna-N (butadien-1,3

+ vinylcianid)

cao su Buna-S (butadien1,3

+ styren)

• Cao su Neopren (2-

clorobutadien-1,3)

- Cao su silicon

Si(CH3)2 O Si(CH3)2 O

Terpenoid

Acid nucleic là một polyester của acid phosphoric +

đường pentose + base hữu cơ.

O P

O

O

O

Base

Đường

Base

Đường O P

O

O

O

Nucleosid Nucleotid

• Phần đường : D(-) – ribose và D(-)-2-deoxyribose.

• Phần base : purin và pyrimidin.

Acid nucleic

Phần đường của acid nucleic

CH2OH

OHH

OHH

H OH

CHO1

2

3

4

5

D(-) – Ribose

CH2OH

OHH

OHH

H H

CHO1

2

3

4

5

D (-)-2-Deoxyribose β

H

H

OH

H

OH

H

OHOHOH2C

1

23

4

5

β -D(-) - Ribofuranose

H

H

OH

H

H

H

OHOHOH2C

1

23

4

5

-D(-) 2-Deoxyribofuranose

Acid Ribo Nucleic

(ARN)

Acid Deoxyribo Nucleic

(ADN)

Acid nucleic

Phần đường của acid nucleic

CH2OH

OHH

OHH

H OH

CHO1

2

3

4

5

D(-) – Ribose

CH2OH

OHH

OHH

H H

CHO1

2

3

4

5

D (-)-2-Deoxyribose β

H

H

OH

H

OH

H

OHOHOH2C

1

23

4

5

β -D(-) - Ribofuranose

H

H

OH

H

H

H

OHOHOH2C

1

23

4

5

-D(-) 2-Deoxyribofuranose

Acid Ribo Nucleic

(ARN)

Acid Deoxyribo Nucleic

(ADN)

Acid nucleic

Phần base của acid nucleic

Các base purin

N

N

N

N

NH2

H

1

2

3

4

5

6

N

N

N

N

NH2 H

1

2

3

4

5

6

N

N

N

N

NH2 H

CH3 1

2

3

4

5

6

N

N

N

N

H

1

2

3

4

5

6

CH3NH

Adenin

1-methyladenin 6-methylaminoadenin

N

N

N

N

H

1

2

3

4

5

6

Purin

N

N

N

N

O

H

H2N

H

1

2

3

4

5

6

N

N

N

N

O

H

H2N

H

1

2

3

4

5

6

Guanin

N

N

N

N

O

H

H

1

2

3

4

5

6

CH3HN

2-methylaminoguanin

N

N

N

N

O

H

H

1

2

3

4

5

6

(CH3)2N

2-Dimethylaminoguanin

N

N

N

N

O H

H2N

CH3

1

2

3

4

5

6

1-methylguanin

Acid nucleic

Các base pyrimidin

N

N

O

H

O

H

CH3

N

NO

H

NH2

N

N

O

H

O

H

1

3

24

5

6

Uracil ThyminCytosin

N

N

Tóm lại, có thể chia acid nucleic thành 2 loại lớn:

+ Acid ribonuleic (ARN): khi thủy phân cho D-ribose, acid photphoric, adenin,

guanin, cytosin, uracil

+ Acid deoxyribonucleic (AND): khi thủy phân cho D-2-deoxyribose, acid

photphoric, adenin, guanin, cytosin, thymin

Acid nucleic

Cấu tạo của các nucleosid

Nucleosid là tổ hợp giữa đường ribose hoặc deoxyribose với các base

purin hoặc pyrimidin.

• Adenosin (Ribose + Adenin)

• Guanosin (Ribose + Guanin)

• Thymidin (Deoxyribose + Thymin)

• Cytidin (Ribose + Cytosin)

• Uridin (Ribose + Uracil)

Cấu tạo :

HOH2C

H

H

OH

H

OH

H

O

N

N

N

N

NH2

1

3

5 7

6

9

HOH2C

H

H

OH

H

OH

H

O

N

N

N

NH2N

O

H1

3

5

76

9

Adenosin (Ribose + Adenin) Guanosin (Ribose + Guanin)

Acid nucleic

HOH2C

H

H

OH

H

H

H

O

3

N

N

O

CH3H

O3

HOH2C

H

H

OH

H

OH

H

O

N

NO

NH2

HOH2C

H

H

OH

H

OH

H

O

3

N

N

O

H

O

Thymidin (Deoxyribose + Thymin) Cytidin (Ribose + Cytosin) Uridin (Ribose + Uracil)

Liên kết glycosid

Acid nucleic

Cấu tạo của nucleotid

Nucleotid là nucleosid photphat

N

N

N

N

NH2

1

3

5 7

6

9

HOH2C

H

H

O

H

OH

H

O

PO OH

OH

3

HOH2C

H

H

O

H

OH

H

O

PO OH

OH

N

N

O

H

O

Adenosin phosphat Uridin phosphat

Acid nucleic

Cấu tạo của acid nucleic

Acid nucleic

1

7

1

32

5

34

6

9

8

Acid nucleic